(57)【要約】【課題】ロボットまたはロボットと共にゲートを通過することが許可された入出許可者以外の不審者がロボットと一緒にゲートを通過することを防止する。【解決手段】共連れ防止システムは、入出許可者６が携帯するＩＣタグを検出する複数のアンテナと、ロボット１がゲート５を通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニット８と、ロボット１がゲート５を通過する直前の位置に在ることを認識ユニット８により認識し、かつ複数のアンテナ３Ａ〜３Ｄを介してＩＣタグ６Ａを携帯した入出許可者以外の不審者を検出したとき、警報を発する監視装置４とを有する。【選択図】図１
2010039551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットまたは該ロボットと共にゲートを通過することが許可された対象物以外の非対象物が前記ロボットと一緒に前記ゲートを通過することを防止する共連れ防止システムであって、
前記対象物が携帯するＩＣタグを検出する複数のアンテナと、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニットと、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記複数のアンテナを介して前記ＩＣタグを携帯した前記対象物以外の非対象物を検出したとき、警報を発する監視装置と、
を備えた共連れ防止システム。
【請求項２】
前記複数のアンテナは、該アンテナの各電波出力で定まる放射パターンの重なり合った前記ＩＣタグの存在確率の高い領域を、前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置とするように設置される、
請求項１に記載の共連れ防止システム。
【請求項３】
前記ロボットに搭載され前記対象物の有無を検出する検出器と、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記検出器が前記対象物以外の非対象物を検出したとき、警報を発する監視装置と、
前記監視装置は、前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記複数のアンテナを介して前記ＩＣタグを携帯した前記対象物を検出した数が、前記検出器が検出した前記対象物の数より大きいときに警報を発する、
請求項１または２に記載の共連れ防止システム。
【請求項４】
ロボットまたは該ロボットと共にゲートを通過することが許可された対象物以外の非対象物が前記ロボットと一緒に前記ゲートを通過することを防止する共連れ防止システムであって、
前記ロボットに搭載され前記対象物の有無を検出する検出器と、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニットと、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記検出器が前記対象物以外の非対象物を検出したとき、警報を発する監視装置と、
を備えた共連れ防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共連れ防止システムに関し、特に、ロボットが個人情報や顧客情報を保管する屋内のセキュリティゾーンに入室するときの共連れ防止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の自立行動ロボットは、個人情報や顧客情報などを参照する場合、これらの情報を記録したメディアを屋内のセキュリティゾーンで保管し管理し、ロボットがセキュリティゾーンへ入室しメディアを取りに行くことで情報漏えいのリスクを低減している。しかし、ロボットがセキュリティゾーンへ入室する際、許可されていない者がロボットの後をつけて侵入する「共連れ」が発生する。それゆえ、ロボットがセキュリティゲートを通過する際、ロボット以外の者がセキュリティゲートを通過することを防止するか、または万一共連れが発生しても直ちにこれを検知し警報することが要求される。このロボットにおいて、ロボット以外の者の個人認証は、指紋識別センサ、虹彩識別センサ、顔認識装置、臭い識別センサ、ＤＮＡ識別センサ、文字識別手段、動作認識手段等の複数の手段で行われる。
【０００３】
しかるに、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを入室許可者に持たせ、そのタグの存在を検知することが行われている。このタグ検知では、ロボットと入室許可者もしくは不審者との相対的な位置関係が把握できず、セキュリティゲート通過をロボットに限定できず、入室許可者もロボットと一緒でなくても単独でセキュリティゲートを通過できるという問題がある。
【０００４】
特許文献２に記載のサービスロボットシステムは、対人サービスを行うロボットが人との相対位置を確認することを目的とし、ＲＦＩＤタグの位置を推定するに際し、電波放射パターンが固定のアンテナモデルを用い、アンテナを能動的に動かしてタグ検知の時系列データを採取し、採取した時系列データをベイズ理論などに適用してＲＦＩＤタグの位置を推定している。
【０００５】
また、特許文献２に記載のサービスロボットシステムは、ロボット周囲の俯瞰画像を得る「俯瞰テレビカメラ」を搭載し、このカメラで撮影した画像からロボットとその周辺の人の位置関係を求める顔認証装置を有する。また、ロボットには顔認証装置の外に人を特定する個人識別情報を記録したＩＤカードを読取るＩＤカードリーダが搭載されており、これら顔認証装置およびＩＤカードリーダを用いて人を認証している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２８１６５３号公報（特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［０００７］および［００１５］、図１参照）
【特許文献２】特開２００５−３２９５１５号公報（特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２３］〜［００２９］および［００４５］、図１および図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載のサービスロボットシステムでは、アンテナを能動的に動かす機構が必要であり、またＲＦＩＤタグの推定位置が収束するまでに時間を要する問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ロボットがセキュリティゾーンに出入りするときの不正侵入（共連れ）を防止する共連れ防止システムであって、不正侵入（共連れ）者に付されたＲＦＩＤタグを検出するためのアンテナを能動的に動かす機構を設けなくても、またＲＦＩＤタグの推定位置が収束するまでに時間を要すことのない共連れ防止システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の共連れ防止システムは、ロボットまたは該ロボットと共にゲートを通過することが許可された対象物以外の非対象物が前記ロボットと一緒に前記ゲートを通過することを防止する共連れ防止システムであって、前記対象物が携帯するＩＣタグを検出する複数のアンテナと、前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニットと、前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記複数のアンテナを介して前記ＩＣタグを携帯した前記対象物以外の非対象物を検出したとき、警報を発する監視装置と、を備える。
【００１０】
第２の共連れ防止システムは、ロボットまたは該ロボットと共にゲートを通過することが許可された対象物以外の非対象物が前記ロボットと一緒に前記ゲートを通過することを防止する共連れ防止システムであって、前記ロボットに搭載され前記対象物の有無を検出する検出器と、前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニットと、前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記検出器が前記対象物以外の非対象物を検出したとき、警報を発する監視装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
この共連れ防止システムによれば、ロボットがセキュリティゾーンに入室する際に資格の無い者がロボットと一緒に入室することを防止、もしくは一緒に入室することを検知して警報を発することができる。
【００１２】
この共連れ防止システムによれば、ロボットに搭載した測域・測距センサ、およびセキュリティゲート前に設置されたＲＦＩＤタグ位置検知システムを用いることで、ロボット後方にいる入室許可者、もしくは不審者の存在を検知できる。また、セキュリティゲート通過時にロボット以外の者が通過しようとすることを直ちに検知することができる。
【００１３】
さらに、不正侵入（共連れ）者に付されたＲＦＩＤタグを検出するためのアンテナを能動的に動かす機構を設けなくても、またＲＦＩＤタグの推定位置が収束するまでに時間を要すことのない共連れ防止システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は第１実施形態の共連れ防止システムの概要を示す図である。図１全体に示す第１実施形態の共連れ防止システムは、フロアを自立して移動するロボット１またはロボット１と共にゲート５を通過することが許可された許可者（対象物）６以外の侵入者（非対象物）７がロボット１と一緒にゲート５を通過することを防止するシステムである。
【００１５】
第１実施形態の共連れ防止システムは、許可者６が携帯するＩＣタグ６Ａを検出する複数の、例えば４つのＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄと、ロボット１がセキュリティゲートと呼ばれるゲート５を通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニット８と、ロボット１がゲート５を通過する直前の位置にいることを認識ユニット８により認識し、かつ４つのアンテナ３Ａ〜３Ｄを介してＩＣタグ６Ａを携帯した許可者６以外の非入室許可者を検出したとき、警報を発する監視装置４とを有する。
【００１６】
監視装置４はＲＦＩＤタグリーダ２Ａに電気的に接続されたＲＦＩＤタグパーソナルコンピュータ（ＲＦＩＤタグＰＣ）２Ｂに電気的に通信可能に接続された入出管理サーバ４である。認識ユニット８は、不図示のＲＦＩＤタグリーダであり、ロボット１に着けられたロボット１を識別するデータを記録した不図示のＲＦＩＤタグからロボット１がゲート５の直前に居る所を検出する。なお、認識ユニット８は後で説明するＲＦＩＤタグリーダ２Ｂで代用してもよい。
【００１７】
ＲＦＩＤタグＰＣ２Ｂは、ロボット１がゲート５通過中にロボット１の後方、側面のある距離以内に許可者６以外の侵入者７を検知し、かつロボット１がゲート５を通過のために移動するのに伴って検知した侵入者７がロボット１に追随する状態を検知すれば、ゲート５からロボット１の前方への侵入者がいると判断できる。
【００１８】
上記侵入者７がロボット１に追随する状態は、ロボット１に何かが接触したことを検知する加速度センサのような不図示の衝撃センサをロボット１に搭載することで実現できる。ロボット１に何かが接触したことをこの衝撃センサにより検知し、ＲＦＩＤタグＰＣ２Ｂは、ロボット１がゲート５通過中に、ロボット１の後方、側面のある距離以内に許可者６以外の侵入者７を検知することで、ロボット１がゲート５を通過中に、ロボット１に接触した侵入者がゲート５からロボット１の前方へ向かっていると判断できる。
【００１９】
このように、第１実施形態の共連れ防止システムは、ゲート５通過中に、ロボット１以外の侵入者７がロボット１と一緒にゲート５を通過しようとしていることを検知して、共連れを防止する。
【００２０】
一緒にゲート５を通過している者を検知する方法として、ロボット１は侵入者７までの距離を計測する測距センサもしくはレーザレンジファインダのような測域センサを有してもよい。測域センサによりゲート５通過中にロボット１の後方、側面のある距離以内に建物以外の障害物、例えば侵入者７を検知し、かつロボット１がゲート５を通過のために移動するのに伴って検知した侵入者が追随する状態であることが検知されれば、侵入者がゲート５からロボット１の前方へ向かっていると判断できる。ここで、レーザレンジファインダとは、赤外線レーザーを発振してそれを目標物に照射、その反射の度合いで目標物までの距離を一瞬で測定する光学機器を言う。
【００２１】
ロボット１に何かが接触したことを測距センサもしくは測域センサにより検知し、ＲＦＩＤタグＰＣ２Ｂは、ロボット１がゲート５通過中にロボット１の後方、側面のある距離以内に許可者６以外の侵入者７を検知することで、ロボット１がゲート５を通過中に、ロボット１に接触した侵入者がゲート５からロボット１の前方へ向かっていると判断できる。
【００２２】
図２は送信出力と通信距離との関係を示す図であり、図３は電波の放射パターンを示す図である。図１に示す第１実施形態の共連れ防止システムは、図２および図３に示すように、ＲＦＩＤタグの存在確率を定義した出力可変の放射パターンのアンテナモデルを使用し、複数のアンテナを空間に配置することで、ＲＦＩＤタグの位置を推定する。以下に、ＲＦＩＤタグの位置を推定する方法について説明する。
【００２３】
図２において、横軸は各ＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄから出力される電波の送信出力を示し、縦軸は各ＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄと許可者６が携帯するＩＣタグ６Ａとの間の通信距離を示す。通信距離は送信出力の増加に伴って漸増することが判る。
【００２４】
図３において、各ＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄから出力される電波の放射パターン３０は、扇形を示し、ＩＣタグ６Ａを検出する検出確率が高い領域３１および検出確率が低い領域３２を囲んでいる。放射パターン３０の外側はＩＣタグ６Ａを検出できない領域３３である。
【００２５】
図４は第１実施形態に係るタグの位置を推定する方法を示す図である。複数のＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄを、例えば図４に示すように各アンテナＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３ＤのＩＣタグ６Ａを検出する検出確率が高い領域が重なるように設置する。ここで、この検出確率が高い領域をタグ検知領域４Ａ〜４Ｄと呼ぶ。各アンテナＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄの電波出力を変えてゆき、ＩＣタグ６Ａを検知したときの図３に示す放射パターン３１を求め、各ＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄの放射パターン４１Ａ〜４１Ｄとする。ＩＣタグ６Ａの存在確率を定義した放射パターン４１Ａ〜４１Ｄを重ね合わせた領域を存在確率が最も高い領域４１とする。この領域４１がＩＣタグ６Ａの存在確率がピークとなる領域である。
【００２６】
このＩＣタグ６Ａの存在確率の最も高い領域を求める方法は、アンテナ３Ａ〜３Ｄを逐次切り替えてタグの存在確率を定義した放射パターン４１Ａ〜４１Ｄを求め、各アンテナ３Ａ〜３Ｄに対するＩＣタグ６Ａの存在確率の積を求めるだけで、つまり放射パターン４1Ａ〜４1Ｄが重なった領域を求めることで、ＩＣタグ６Ａの存在確率の最も高い領域４１が推定できるため、アンテナ３Ａ〜３Ｄを能動的に動かす必要が無く、すなわちアンテナを固定したままでよく、またＩＣタグ６Ａの存在確率の最も高い領域４１にＩＣタグ６Ａが来るようにアンテナ３Ａ〜３Ｄの位置が収束するまでに要する時間も計算に除外でき高速である。
【００２７】
第１実施形態の共連れ防止システムにおいて、ロボット１に搭載した測域、測距センサで検出したロボット側面・後方の物体の位置と、上述したＲＦＩＤタグの６Ａの位置の推定方法で検出したタグの位置とが一致すれば、入室許可者６のみロボット１の傍にいることが検知できる。侵入者７に対しては、一緒にゲート５に入らないように入室管理サーバ４により音声でアナウンスするなどして注意を促す。位置が推定されたＲＦＩＤタグ６Ａの数よりもロボット１が測域・測距センサで検出した物体の数の方が多ければ、入室許可者６以外の侵入者７がいると判断し、入室管理サーバ４に通知する。
【００２８】
図５は図１に示す第１実施形態の共連れ防止システムにおけるＲＦＩＤタグ６Ａの位置を推定する処理のフローチャートである。
【００２９】
ＲＦＩＤタグ６Ａの位置の検出は図５に示すステップ５１〜５４を実行することにより達成される。
ステップ５１ではＲＦＩＤアンテナ３ＡからＲＦＩＤタグ６Ａを読取るための電波の出力を開始する。
ステップ５２ではＲＦＩＤアンテナ３Ａの送信出力を段階的に上げて行く。
【００３０】
送信出力とＲＦＩＤタグ６ＡとＲＦＩＤアンテナ３Ａとの間の距離の関係は、図２に示すように送信出力が増加すると距離が漸増する関係にある。この関係を事前にキャリブレーションしておけば、アンテナ３ＡからＲＦＩＤタグ６Ａとの間のおよその距離（電波の到達距離）が分かる。
【００３１】
また、アンテナ３Ａの電波放射パターンは、図３に示すようになる。実験的に領域毎に検出精度の確率が求められる。これをアンテナモデルとする。
【００３２】
ステップ５３では全てのアンテナ３Ａ〜３Ｄについて放射パターンを求めたか否かを判定し、判定結果がＹＥＳのときはステップ５４に進み、判定結果がＮＯのときはアンテナ３Ａをアンテナ３Ｂ、アンテナ３Ｃ、アンテナ３Ｄと切り替えて行きステップ５１、５２を繰り返し実行する。
【００３３】
ステップ５４では各アンテナ３Ａ〜３ＤからのＲＦＩＤタグ６Ａの存在確率を重ね合わせることで、ＲＦＩＤタグ６Ａの位置を推定する。
【００３４】
図６は図１に示す第１実施形態の共連れ防止システムにおけるＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄの制御装置であるＲＦＩＤタグＰＣ２Ｂの動作を示すフローチャートである。
【００３５】
ステップ６０１ではロボット１がゲート５の前に到達したことを確認する。
ステップ６０２ではロボット１に塔載された検出器が人を検出したか否かを判定し、判定結果がＹＥＳのときはステップ６０３に進み、判定結果がＮＯのときはステップ６０７に進みゲート５を通過する。
【００３６】
ステップ６０３ではタグ検出領域内でＲＦＩＤタグ６Ａを検出する。
ステップ６０４ではタグ検出領域内にＲＦＩＤタグ６Ａを検出したか否かを判定し、判定結果がＹＥＳのときはステップ６０５に進み、判定結果がＮＯのときはステップ６１１に進む。
【００３７】
ステップ６０５ではロボット塔載の検出器で検出した人の数とＲＦＩＤタグ６Ａの数が一致するか否かを判定し、一致のときはステップ６０６に進み、不一致のときはステップ６１１に進む。
【００３８】
ステップ６０６ではロボット１がゲート５通過後にゲート５を通るように入出許可者にロボット１が音声で通知する。
ステップ６０７ではロボット１および入出許可者６がゲート５の通過を開始する。
【００３９】
ステップ６１１では、入出許可者以外の者がいることを入出管理サーバ４に通知する。
ステップ６１２ではロボット１に不審者がいることを音声で警報させる。
【００４０】
図７は第２実施形態の共連れ防止システムの概要を示す図である。図１に示す第１実施形態の共連れ防止システムと異なる点は、第１実施形態におけるＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３ＤとＲＦＩＤタグリーダ２ＡＲＦＩＤタグＰＣ２Ｂとがない点である。
【００４１】
第２実施形態の共連れ防止システムは、ロボット７１またはロボット７１と共にゲートを通過することが許可された対象物８６以外の非対象物７７がロボット５と一緒にゲート７５を通過することを防止する。
【００４２】
第２実施形態の共連れ防止システムは、ロボット７５に搭載され対象物７６の有無を検出する不図示の検出器と、ロボット７１がゲート７５を通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニット７８と、ロボット７１がゲート７５を通過する直前の位置に在ることを認識ユニット７８により認識し、かつ検出器が対象物７６以外の非対象物７７を検出したとき、警報を発する監視装置としての入出管理サーバ７４とを有する。検出器は第１実施形態において説明した測距センサまたは測域センサである。その他の構成は第１実施形態と同じであるので説明は省略する。
【００４３】
（付記１）
ロボットまたは該ロボットと共にゲートを通過することが許可された対象物以外の非対象物が前記ロボットと一緒に前記ゲートを通過することを防止する共連れ防止システムであって、
前記対象物が携帯するＩＣタグを検出する複数のアンテナと、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニットと、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記複数のアンテナを介して前記ＩＣタグを携帯した前記対象物以外の非対象物を検出したとき、警報を発する監視装置と、
を備えた共連れ防止システム。  （１）
【００４４】
（付記２）
前記複数のアンテナは、該アンテナの各電波出力で定まる放射パターンの重なり合った前記ＩＣタグの存在確率の高い領域を、前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置とするように設置される、
付記１に記載の共連れ防止システム。  （２）
【００４５】
（付記３）
前記ロボットに搭載され前記対象物の有無を検出する検出器と、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記検出器が前記対象物以外の非対象物を検出したとき、警報を発する監視装置と、
前記監視装置は、前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記複数のアンテナを介して前記ＩＣタグを携帯した前記対象物を検出した数が、前記検出器が検出した前記対象物の数より大きいときに警報を発する、
付記１または２に記載の共連れ防止システム。  （３）
【００４６】
（付記４）
ロボットまたは該ロボットと共にゲートを通過することが許可された対象物以外の非対象物が前記ロボットと一緒に前記ゲートを通過することを防止する共連れ防止システムであって、
前記ロボットに搭載され前記対象物の有無を検出する検出器と、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを認識する認識ユニットと、
前記ロボットが前記ゲートを通過する直前の位置に在ることを前記認識ユニットにより認識し、かつ前記検出器が前記対象物以外の非対象物を検出したとき、警報を発する監視装置と、
を備えた共連れ防止システム。  （４）
【００４７】
（付記５）
前記検出器は、前記ロボットから前記対象物までの距離を計測する測距センサである、
付記４に記載の共連れ防止システム。
(付記６)
前記測距センサが超音波センサである、
付記５に記載の共連れ防止システム。
【００４８】
（付記７）
前記測距センサが光位置センサである、
付記５に記載の共連れ防止システム。
【００４９】
（付記８）
前記検出器は、前記対象物が前記ロボットの所定領域に在るか否かを検出する測域センサである、
付記４に記載の共連れ防止システム。
【００５０】
（付記９）
前記測域センサが、レーザレンジファインダである、
請求項８に記載の共連れ防止システム。
【００５１】
（付記１０）
前記検出器は、前記ロボットに前記対象物が接触したことを感知する衝撃センサである、
付記４に記載の共連れ防止システム。
【００５２】
（付記１１）
前記衝撃センサが加速度センサである、
付記９に記載の共連れ防止システム。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態の共連れ防止システムの概要を示す図である。
【図２】送信出力と通信距離との関係を示す図である。
【図３】電波の放射パターンを示す図である。
【図４】第１実施形態に係るタグの位置を推定する方法を示す図である。
【図５】図１に示す第１実施形態の共連れ防止システムにおけるＲＦＩＤアンテナ３Ａ〜３Ｄの制御装置であるＲＦＩＤタグＰＣ２Ｂの動作を示すフローチャートである。
【図６】図５は図１に示す第１実施形態の共連れ防止システムにおけるＲＦＩＤタグの位置を推定する処理のフローチャートである。
【図７】第２実施形態の共連れ防止システムの概要を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１、７１    ロボット
２Ａ    ＲＦＩＤタグリーダ
２Ｂ    ＲＦＩＤタグＰＣ
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ    ＲＦＩＤアンテナ
４、７４    入出管理サーバ
５、７５    ゲート
６、７６    対象物、許可者
６Ａ、７６Ａ    ＲＦＩＤタグ
７、７７    非対象物、侵入者
８、７８    認識ユニット
【図１】
2010039551.tif 000003
【図２】
2010039551.tif 000004
【図３】
2010039551.tif 000005
【図４】
2010039551.tif 000006
【図５】
2010039551.tif 000007
【図６】
2010039551.tif 000008
【図７】
2010039551.tif 000009